Совершенствование проточной части турбинной ступени с регулируемым сопловым аппаратом

• Автор: Федотов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 119 c. : ил

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА. ЗАДАЧИ

1.1. Влияние поворота сопловых лопаток

1.1.1. Течение в сопловых решетках

1.1.2. Течение в межвенцовом зазоре

1.1.3. Течение на рабочих лопатках

1.1 Л. Течение в турбинной ступени

1.2. Влияние радиального зазора в сопловом

аппарате

1.3. Исследование модели регулируемого соплового аппарата турбодетандера

1.4. Влияние закона закрутки

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Экспериментальная установка
2.2. Методика обработки экспериментальных данных
2.3. Статистическая оценка погрешности эксперимента
2.3.1. Определение предельной относительной погрешности расчета к.п.д. и отношения
2.3.2. Определение доверительной области для зависимости 4i~ f С и/ ) и способы ее построения
2.3.3. Построение зависимостей максимального
к.п.д. от других параметров
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПОВОРОТА. СОПЛОВЫХ ЛОПАТОК И РАДИАЛЬНЫХ ЗАЗОРОВ В РЕГУЛИРУЕМОМ СОПЛОВОМ АППАРАТЕ
3.1. Геометрические характеристики испытанных

ступеней
3.2. Влияние угла выхода потока из соплового аппарата на работу ступеней
3.3. Влияние радиальных зазоров на торцах сопловых лопаток на работу ступени
3.4. Расчетное определение влияния радиальных зазоров в сопловом аппарате на к.п.д. ступени
Глава 4. ВЛШШЕ ГЕОМЕТРИИ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ И ЗАКОНА ЗАКРУТКИ СОПЛОВОЙ РЕШЕТКИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ТЕЧЕНИЯ В МЕЖ-ВЕНЦОВ ОМ ЗАЗОРЕ
4.1. Расчетное исследование устойчивости течения
4.2. Результаты экспериментального исследования
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

В целом ряде областей применения газовых турбин наиболее целесообразным приемом их регулирования являются поворотные сопловые лопатки. В этом случае изменение проходной площади соплового аппарата, осуществляемое путем поворота сопловых лопаток,позволяет регулировать расход рабочего тела через турбину. Это дает возмож -ность осуществить работу агрегата при параметрах, теоретически охватывающих все поле характеристики компрессора. Возможность применения регулируемого соплового аппарата для газотурбинных установок была рассмотрена в работе [1] . В случае поворотных сопловых лопаток работа агрегата может быть осуществлена не при однозначной связи расхода, температуры, давления газа и числа оборотов, а при различных вариантах её.
Регулируемый сопловой аппарат в ряде случаев дает значительные преимущества по тепловой экономичности установки на частичных нагрузках. Применение регулируемого соплового аппарата в силовой турбине двухвального газотурбинного двигателя с регенератором фирмы Дженерал Электрик позволило получить экономию топлива на частичных режимах [2.] . Кроме того, регулируемый сопловой аппарат позволит избежать режимов в зоне неустойчивой работы компрессора, улучшить показатели работы установки при изменении температуры наружного воздуха [з] . Расчеты, подтверждаемые опытами, показывают, что путем поворота сопловых лопаток можно производить регулирование рас -хода рабочего тела в широком диапазоне [ч]
Использование регулируемого соплового аппарата дает возможность организовать переменные режимы транспортного газотурбинного двигателя по двум законам: постоянства начальной температуры газа, постоянства оборотов установки. Сохранение при частичных нагрузках постоянной температуры обеспечивает повышение экономичности двигателя, а сохранение постоянных оборотов на частичных режимах значиТаблица 3.1.
Геометрические характеристики сопловых решеток
Величина и размерность Шифр испытанных ступеней
8А І6А 24А 8Б І6Б 24Б 83 І6В 24В !
Угол на среднем радиусе о^град. 8° 16° 24° 8° 16° 24° 8° 16° 24°
Угол закрутки = ГРад* 4° з°зо' 2°49' 4° з°зо' 2°40; 4° з°зо' 2о40(
Угол закрутки по углу установки дДг/у,1-Рад- 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0°
Горло на среднем радиусе аг мм 4.62 9.02 13.42 4.62 9.02 13.42 4.62 9.02 13
Суммарный радиальный зазор 8^" мм 0 @ 0 0.95 0.88 0.9 1.67 1.8 1
Закрытый осевой зазор 2$ мм 8.7 6 2.7 8.7 6 2.7 8.7 6 2
Межвенцовое расстояние £ мм 16.2 13.5 10.2 16.2 13.5 10.2 16.2 13.5